?翻砂鑄造（又稱砂型鑄造）是一種利用砂型模具生產金屬鑄件的傳統工藝，其核心在于通過砂型作為模具，將熔化的金屬液澆注其中，待冷卻凝固后去除砂型，從而獲得所需形狀的鑄件。那么，佛山翻砂鑄造在冷卻過程中，需嚴格控制溫度、時間、環境條件及工藝操作，以確保鑄件內部組織均勻、減少缺陷并提升性能。以下是冷卻階段需注意的關鍵問題及具體措施：
一、冷卻速度控制
避免過快或過慢冷卻
過快冷卻：可能導致鑄件內部應力集中，引發裂紋（如熱裂、冷裂），尤其是厚大截面或形狀復雜的鑄件。
過慢冷卻：鑄件長時間處于高溫狀態，可能引發晶粒粗大、組織疏松，降低力學性能（如抗拉強度、硬度）。
措施：根據鑄件材質和尺寸，設計合理的冷卻曲線。例如，厚壁鑄件可采用分段冷卻（先緩冷后快冷），薄壁鑄件可適當加快冷卻速度。
材質差異的冷卻策略
鑄鐵：灰鑄鐵冷卻速度對石墨形態影響顯著，過快冷卻可能導致白口組織（硬而脆），需通過孕育處理細化石墨；球墨鑄鐵需控制冷卻速度以獲得均勻球狀石墨。
鑄鋼：冷卻速度影響珠光體含量，過慢冷卻可能導致粗大鐵素體，需通過正火或淬火調整組織。
鋁合金：快速冷卻可細化晶粒，但需防止因收縮率差異導致變形或裂紋。
二、冷卻環境管理
溫度均勻性
問題：砂型內外溫差大可能導致鑄件各部分冷卻速度不一致，引發變形或殘余應力。
措施：
使用保溫材料（如石棉布）包裹砂型，減緩外層冷卻速度。
在砂型中設置冷鐵（如銅、鐵塊），加速局部冷卻以平衡溫度場。
對大型鑄件，可采用分段開箱（逐步去除砂型）或隨爐冷卻方式。
濕度與通風控制
問題：高濕度環境可能加速鑄件表面氧化或導致氣孔缺陷。
措施：冷卻區域保持干燥，避免直接接觸潮濕地面或水汽；通風需適度，防止局部溫度驟降。
三、鑄件結構與砂型設計優化
壁厚均勻性
問題：壁厚差異大的鑄件易因冷卻速度不同產生熱應力，導致裂紋或變形。
措施：設計時盡量均勻壁厚，或通過加強筋、過渡圓角等結構減少應力集中。
砂型緊實度與透氣性
問題：砂型緊實度不足可能導致金屬液滲透或型砂脫落，影響冷卻均勻性；透氣性差可能引發氣孔。
措施：
砂型制作時采用機械緊實（如震實臺）確保密度均勻。
在砂型中開設排氣孔，或使用透氣性好的型砂（如樹脂砂）。
四、冷卻時間與開箱時機
冷卻時間計算
依據：鑄件材質、尺寸、重量及砂型導熱性。例如，小型鑄鐵件冷卻時間可能僅需幾小時，而大型鑄鋼件需數天。
方法：通過熱電偶監測鑄件內部溫度，當溫度降至安全范圍（如鑄鐵低于300℃）時開箱。
開箱操作規范
問題：過早開箱可能導致鑄件變形或裂紋；過晚開箱可能增加清理難度。
措施：
使用專用工具（如撬棍、吊具）輕柔開箱，避免撞擊鑄件。
對易變形部位（如長軸類）采用支撐工裝固定。
五、后處理與質量檢測
去應力處理
問題：冷卻后鑄件內部可能殘留應力，導致后續加工或使用中開裂。
措施：對重要鑄件進行去應力退火（如500-650℃保溫后緩冷）。
缺陷檢測
方法：
外觀檢查：目視或磁粉檢測裂紋、冷隔等表面缺陷。
內部檢測：X射線或超聲波檢測縮松、氣孔等內部缺陷。
尺寸測量：三坐標測量儀驗證鑄件精度。
六、典型問題案例與解決方案
案例1：鑄鐵件裂紋
原因：冷卻速度過快，鑄件厚薄交界處應力集中。
解決：在厚薄交界處設置冷鐵，減緩厚壁冷卻速度；開箱后立即進行去應力退火。
案例2：鋁合金鑄件變形
原因：砂型緊實度不足，冷卻時型砂松動導致鑄件移位。
解決：提高砂型緊實度，增加砂型強度；冷卻過程中使用工裝固定鑄件。
案例3：鑄鋼件晶粒粗大
原因：冷卻速度過慢，組織粗化。
解決：優化砂型設計，減少保溫材料使用；開箱后立即進行正火處理。